3.1 铁及其化合物 第1课时（讲义）化学人教版必修第一册

本讲义聚焦铁的单质这一核心知识点，从铁的存在形态（游离态与化合态）、冶炼原理（高炉炼铁反应）切入，系统梳理物理性质（银白色金属、导电性等）及化学性质（与弱氧化剂生成+2价、强氧化剂生成+3价，与水蒸气反应），构建“结构-性质-用途”的学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过铁与水蒸气反应的两套装置对比及操作细节分析，培养科学探究与实践能力。结合随学随练和生活实例（如铁粉作抗氧化剂），强化科学态度与责任，对比不同氧化剂反应规律，发展宏观辨识与微观探析的科学思维，课中辅助实验教学，课后助力学生查漏补缺。

第三章 铁金属材料 第一节 铁及其化合物 第1课时 铁的单质 课标要点 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识。 2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识，培养宏观辨识与微观探析的能力。 学习重难点 重点：铁与不同氧化剂的变价反应规律。 难点：铁与水蒸气实验的操作细节、产物特点。 知识点 铁元素的存在、历史和冶炼 1.铁的存在 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位。 地球上的绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界中，只有极少数的金属元素在自然界中以单质的形式存在，如铂、金等极不活泼的金属。这是因为多数金属的化学性质比较活泼，易与其他物质发生化学反应。 2.铁的使用历史 人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。我国目前发现最早的人工冶炼铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。 3.工业炼铁 炼铁原理 在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁里还原出来 原料 赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气 主要设备 高炉 设备图 高炉内发生的有关化学反应 （1）主要反应为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 （2）焦炭的作用：①提供热量，C+O2CO2（指炉内环境为高温）； ②提供CO,C+CO22CO。 （3）炼铁过程中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣. 产品 生铁(含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁) 炼铁的主要原料是赤铁矿石，主要产品是生铁。炼钢的主要原料是生铁，主要产品是钢。将生铁炼成钢主要是将过量的碳转化为气体除去，“百炼成钢”涉及化学变化，主要反应是C+O2CO2。 随学随练 1．下列关于铁的说法正确的是 A．炼铁时焦炭转化为作还原剂 B．赤铁矿的主要成分为 C．地壳中含量最多的金属为Fe D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 【答案】A 【解析】在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳；一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应生成铁，铁矿石炼铁时的还原剂为CO，故A正确； B．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，Fe3O4是磁铁矿的主要成分，B错误； C．地壳中含量最多的金属是铝(Al)，而非铁(Fe)，C错误； D．Fe在自然界中既有游离态又有化合态，故D错误； 本题答案A。 知识点 铁单质的物理性质 1.物理性质 ①纯净的铁是光亮的银白色，有金属光泽的固体，熔沸点高（熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧cm-3。 ②具有延展性、导热性和导电性，但其导电性不如铜和铝。 ③铁能被磁体吸引。 块状纯铁是银白色，而铁粉却是黑色的原因 块状纯铁是银白色金属，表面平整，光线照射后镜面反射，能完整反射银白色光； 铁粉颗粒极其细小，表面凹凸、颗粒间隙多，光线照上去会发生大量漫反射、多次散射，光线在颗粒缝隙间反复折射、吸收。绝大部分可见光被吸收，反射到人眼的光极少，肉眼看起来就是黑色。 2.铁的物理性质应用 ①铁丝：利用了金属铁的延展性和强度。 ②避雷针：利用了金属铁的导电性。 ③锅：利用了金属铁的导热性。 ④机械工件、钢轨：利用了金属铁的硬度和强度。 随学随练 2.下列关于铁的叙述中错误的是 A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁体吸引 C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具 【答案】C 【解析】A．金属一般都是银白色，铁也是银白色金属，故A正确； B．磁体可以吸引铁，故B正确； C．铝元素是地壳中含量最多的金属元素，铁元素是地壳中含量排在第二位的金属元素，故C错误； D．金属具有延展性，导热性和导电性，铁可以制作炊具，故D正确； 故选C。 3．纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 【答案】B 【解析】纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导电导热，能被磁铁吸引，易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选B。 4．盛放在油罐车内的石油产品，振荡时可产生静电引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，这是利用铁的                                            A．延展性 B．导电性 C．硬度小 D．熔点高 【答案】B 【解析】从题给信息来看，拖地的铁链应起到消除振荡时产生静电的作用，这是利用了铁的导电性，将产生的静电导入地下。答案选B。 知识点 铁单质的化学性质（重点） 铁的化学性质比较活泼，铁在化学反应中作为还原剂，因为铁元素有+2价和+3价，所以铁与强氧化剂和弱氧化剂反应的产物有区别。 ①铁与弱氧化剂反应 铁与氧化性较弱的氧化剂反应，铁原子失去2个电子生成+2价铁的化合物，如 铁与酸反应（如盐酸、稀硫酸） Fe+2H+===Fe2++H2↑ 铁与盐反应 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 铁与氧气 常温下，铁与氧气、水反应生成铁锈（成分为Fe2O3·xH2O） 与S、I2反应 Fe＋SFeS、Fe＋I2FeI2 ②铁与强氧化剂反应 铁与氧化性较强的氧化剂反应，铁原子失去3个电子生成+3价铁的化合物，如 铁与氯气 2Fe+3Cl22FeCl3 铁与Br2 2Fe＋3Br2===2FeBr3 铁与稀硝酸 过量 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 少量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 铁与浓H2SO4、浓HNO3反应常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2 ③铁与水蒸气的反应 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 随学随练 5.下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 【答案】C 【解析】A．铁与纯氧气反应生成四氧化三铁，在高温条件下Fe粉和水蒸气可以反应，生成产物为Fe3O4和H2，故A正确； B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，故B正确； C．陨铁是单质铁，在自然界中以游离态存在的铁，故C错误； D．Fe粉在高温下和水蒸气可以反应生成Fe3O4和H2，特征为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故D正确； 故选：C。 6．（25-26高一上·山西临汾·期末）铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的叙述正确的是 A．铁是地壳中含量最多的金属 B．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 C．用铁可以回收硫酸铜废液中的铜 D．炼铁就是把铁矿石变成纯净的氧化铁 【答案】C 【解析】A．铝是地壳中含量最多的金属，故A错误； B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，故B错误； C．铁与硫酸铜发生置换反应Fe + CuSO4 =FeSO4 + Cu，因此可用铁回收硫酸铜废液中的铜，故C正确； D．炼铁是将铁矿石用还原剂还原成铁单质，故D错误； 选C。 拓展 铁与高温水蒸气反应实验 实验装置 装置1 装置2 操作及现象 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生淡蓝色火焰，证明生成了H2 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了H2 实验结论 铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 实验说明 ①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的水蒸气； ②加热铁粉酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好； ③肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理。 活学活用 7．某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是 A．甲同学认为试管b中收集到的气体经检验纯度后可点燃，且产生淡蓝色火焰 B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁 C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应 D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色 【答案】C 【解析】A．在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，则试管b中收集到的气体经检验纯度后可点燃，且产生淡蓝色火焰，故A正确； B．高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，则试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，故B正确； C．铁与液态水不反应，且该反应需要高温条件，试管加水加热无法达到所需高温，故C错误； D．用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，故D正确； 故答案为：C。 8．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是 A．实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯 B．装置B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 C．装置E中的现象是红色粉末变黑 D．因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具不需干燥处理 【答案】A 【分析】铁和水蒸气高温生成四氧化三铁和氢气，氢气干燥后还原氧化铜生成铜； 【解析】A．实验时，应先点燃A处的酒精灯排净装置中空气，再点燃B处的酒精喷灯，防止铁被氧气氧化，A正确； B．铁和水蒸气高温生成四氧化三铁和氢气，，B错误； C．氢气还原氧化铜生成铜，现象为黑色固体变红使，C错误； D．因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具需干燥处理，D错误； 故选A。 题型 铁的存在、性质和用途 ▌例1（25-26高一上·广东清远·期中）在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．月饼包装中常放入小包铁粉抗氧化 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 【答案】C 【解析】A．黑色金属是指铁、锰、铬三种金属的统称，与黑色金属相对的是有色金属，事实上纯净的铁及铬是银白色的，A错误； B．生铁通过还原法（如用CO还原铁矿石）冶炼，而非热分解法，B错误； C．铁粉在包装中通过吸氧腐蚀消耗氧气，延缓食物氧化，C正确； D．避雷针利用的是金属的导电性而非导热性，D错误； 故选C。 ▌对点练1-1下列关于铁的说法正确的是 A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在氯气中燃烧生成FeCl2 C．纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 【答案】C 【解析】A．纯铁是银白色有金属光泽的金属，A错误； B．铁在氯气中燃烧生成FeCl3，因为氯气氧化性比较强，会将铁氧化成三价，B错误； C．纯铁不含杂质，纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥空气中缺少水等反应介质，不易被氧化，C正确； D．铁元素在自然界中有的以游离态存在，如陨铁，D错误； 故选C。 ▌对点练1-2（25-26高一上·陕西商洛·阶段检测）下列物质的性质与用途不具有对应关系的是 A．具有导热性，可用作炊具 B．粉具有还原性，可用作食品抗氧化剂 C．不锈钢的抗腐蚀能力强，可用作医疗器材 D．受热易分解，可用作胃酸中和剂 【答案】D 【解析】A． Fe的导热性使其能够快速传递热量，适合用于制作炊具，如铁锅，对应关系正确，A不符合题意； B． Fe粉的还原性使其能够与氧气反应，防止食品氧化变质，可用作食品抗氧化剂，对应关系正确，B不符合题意； C． 不锈钢因添加铬等元素而具有强抗腐蚀性，适合用于医疗器材，如手术器械，对应关系正确，C不符合题意； D．NaHCO3用作胃酸中和剂是基于其弱碱性，能与盐酸反应（），而非受热易分解的性质（受热分解产生水、CO2和Na2CO3），因此性质与用途不匹配，D符合题意； 故答案为D。 题型 铁的化学性质 ▌例2（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）下列有关铁的说法中，错误的是 A．铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居于第四位 B．Fe与少量发生反应生成 C．铁在潮湿的环境中易生锈 D．铁能与热水反应生成氢气 【答案】D 【解析】A．地壳中元素按质量分数排序前四位为、、、，铁元素居于第四位，A正确； B．是强氧化剂，与在点燃条件下反应时，无论量多少，均生成，B正确； C．铁生锈需要和参与，潮湿环境中同时存在和，铁易生锈，C正确； D．铁不能与热水反应，仅能在高温下与水蒸气反应生成和，D错误； 故选D。 ▌对点练2-1（25-26高一上·北京·期末）下列溶液中，常温下可以用铁制容器装运的是 A．浓盐酸 B．溶液 C．溶液 D．浓硫酸 【答案】D 【解析】A．Fe会和浓盐酸反应生成FeCl2和H2，浓盐酸不可用铁制容器盛装，A错误； B．Fe会和溶液反应生成FeCl2，溶液不可用铁制容器盛装，B错误； C．Fe会和溶液反应生成FeSO4和Cu，溶液不可用铁制容器盛装，C错误； D．常温下，Fe在浓硫酸中会发生钝化，浓硫酸可用铁制容器盛装，D正确； 故选D。 ▌对点练2-2（多选）等物质的量的铁分别与足量下列物质反应，生成物中铁元素化合价相同的是 A．稀盐酸和稀硫酸 B．氯气和稀盐酸 C．氯气和稀硝酸 D．硫酸铜溶液和氯气 【答案】AC 【解析】A．足量稀、稀均为非氧化性酸，仅体现弱氧化性，只能将氧化为+2价亚铁盐，生成物中铁元素均为+2价，化合价相同，A正确； B．是强氧化剂，与反应生成，铁为+3价；稀只能将氧化为+2价，化合价不同，B错误； C．足量氯气可将Fe完全氧化为+3价的FeCl3；足量稀硝酸作为强氧化性酸，能将Fe完全氧化为+3价的Fe(NO3)3，Fe元素均为+3价，化合价相同，C正确； D．溶液中氧化性较弱，只能将氧化为+2价的；将氧化为+3价，化合价不同，D错误； 故选AC。 题型 铁与水蒸气反应的实验 ▌例3（25-26高一上·安徽淮北·期末）常温下，铁与水并不反应，但在高温下铁与水蒸气可发生反应，用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验。 （1）下列说法错误的是___________。 A．实验前，应先检查装置气密性 B．该反应中铁体现氧化性 C．干燥管的作用是吸收未反应的水蒸气 D．该反应的基本反应类型是置换反应 （2）该反应的化学方程式为__________________________。 （3）圆底烧瓶中盛装的水，主要作用是_____________。烧瓶底部放置几片碎瓷片的作用是_________。 （4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃___________。 （5）试管中收集的气体是___________。如果要点燃该气体则必须对气体___________。 【答案】（1）B （2）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 （3）为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气 防止暴沸 （4）酒精灯 （5）氢气 检验纯度 【分析】该实验验证铁能与水蒸气发生化学反应，其原理为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2； 【解析】（1）A．做化学实验之前，都应先检查装置气密性，故A正确； B．该反应中铁做还原剂，铁体现还原性，故B错误； C．干燥管中可以装有碱石灰，其作用是吸收未反应的水蒸气，便于收集纯净的氢气，故C正确； D．由该反应化学方程式可知，其基本反应类型是置换反应，故D正确； 故选B； （2）由分析可知，该反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2； （3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是为硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，是为了防止暴沸； （4）为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，排掉硬质玻璃管内空气，再点燃酒精喷灯； （5）铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，所以试管内收集的气体是氢气；氢气为可燃性气体，因此，点燃之前要检验纯度。 ▌对点练3-1（25-26高一上·北京·期末）某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并研究反应后硬质试管中黑色固体物质的成分。下列说法正确的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．观察到肥皂水中产生气泡，说明该反应中有氢气生成 C．硬质试管中反应的化学方程式是 D．向反应后的固体中加入稀硫酸使其完全溶解，若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明铁粉末完全反应 【答案】A 【解析】A．湿棉花受热后水分蒸发，可为铁与水蒸气的反应提供反应物水蒸气，A正确； B．加热初期装置内的空气受热膨胀逸出，也会使肥皂水中产生气泡，不能仅根据气泡说明反应生成了氢气，B错误； C．铁与水蒸气高温反应的产物为和，正确反应方程式为，选项中产物和方程式书写错误，C错误； D．滴加铁氰化钾溶液出现蓝色沉淀仅能证明溶液中存在，而产物与稀硫酸反应本身就会生成，无法说明铁粉完全反应，D错误； 故选A。 ▌对点练3-2（25-26高一上·安徽六安·期末）铁及其化合物在日常生产生活中有着广泛应用。 Ⅰ．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。现设计如下装置完成高温下“Fe与水蒸气反应”的实验，并检验其产物。请回答下列问题： （1）装置B中发生反应的化学方程式为_________________________________。 （2）装置C中导管“短进长出”的原因___________________________。 （3）取反应后得到的黑色粉末放入试管中，加入稀硫酸将固体溶解，再滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液没有出现红色，原因是______________________________(用离子方程式表示)。 （4）某同学称取5.60 g Fe粉，在600 ℃与水蒸气反应，停止后将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88 g，则实验后的固体物质中氧化物的质量分数约为________(结果保留3位有效数字)。 【答案】（1） （2）氢气密度小于空气，短进长出有利于排尽装置内空气 （3） （4）67.4% 【分析】Ⅰ．A中生成的水蒸气在B中和Fe反应生成H2，生成的H2进入试管C，经过D干燥，进入E还原CuO，证明生成H2。 【解析】（1）装置B中还原铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应过程中铁元素化合价升高，氢元素化合价降低，化学方程式为。 （2）氢气的密度比空气小，选择短管进气可将C管中的空气从长管中排除，最后C管中可收集到纯净的氢气。 （3）滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液没有出现红色的原因是形成的Fe3+和过量的铁粉反应生成二价铁，反应的离子方程式为。 （4）5.60 g Fe为0.1 mol，反应后固体总质量为6.88 g，固体增重6.88 g-5.60 g=1.28 g，增加的是氧元素的质量。设剩余Fe的物质的量为x，生成Fe3O4的物质的量为y，则x+3y=0.1mol，56g/mol×x+232 g/mol×y=6.88g，解得x=0.04mol，y=0.02mol，m(Fe3O4)=0.02mol×232 g/mol=4.64g，质量分数=。 基础通关 1．（24-25高一下·江苏扬州·期末）铁粉可用于食品保存时的抗氧化剂，这主要是因为铁粉 A．黑色固体 B．能被磁铁吸引 C．活性强，易与O2反应 D．密度较大 【答案】C 【解析】铁粉作为抗氧化剂的作用原理是其化学性质活泼，能够优先与氧气反应，减少食品周围氧气含量而延缓食品氧化变质。与其颜色、聚集状态、密度、能否被磁铁吸引无关，故选C。 2．下列有关铁的性质和用途正确的是 A．利用铁的导热性，可作电线 B．利用铁的导电性，可作氯碱工业中电解槽的阳极 C．利用铁的“钝化”，可用铁槽车运输浓硫酸 D．利用铁的还原性，可作铝热剂冶炼单质铝 【答案】C 【解析】A．铁具有良好的导热性，能将热量均匀传递，所以可作炊具，A错误； B．氯碱工业中电解槽的阳极如果用铁，铁会失去电子被氧化，不能用铁作阳极，B错误； C．铁在冷的浓硫酸中会发生 “钝化”，表面形成一层致密的氧化膜，阻止内部的铁继续与浓硫酸反应，所以可用铁槽车运输浓硫酸，C正确； D．铝热剂是铝和金属氧化物的混合物，利用铝的还原性冶炼比铝不活泼的金属，而不是用铁来冶炼铝，D错误； 故选C。 3．（25-26高一上·山西·阶段检测）战国中后期，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。下列说法正确的是 A．生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金 B．铁在高温下能与反应生成氧化亚铁 C．铁在自然界中只能以化合物的形态存在 D．铁与氯气反应的化学方程式为 【答案】A 【解析】A．生铁含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%，二者是含碳量不同的铁碳合金，A正确； B．铁在高温下与反应生成和，不能生成氧化亚铁，B错误； C．自然界中存在游离态的铁（如陨铁），并非只能以化合物形态存在，C错误； D．氯气氧化性较强，加热条件下与铁反应生成，正确反应为，D错误； 故答案选A。 4．（25-26高一上·山东滨州·阶段检测）下列离子方程式中，正确的是 A．铁与稀氯化铁溶液反应： B．铁与稀盐酸反应： C．溶液与氯水反应： D．与盐酸反应： 【答案】D 【解析】A．铁与稀氯化铁溶液反应的离子方程式电荷不守恒，正确应为，A错误； B．铁与稀盐酸反应生成而非，正确应为，B错误； C．溶液与氯水反应的离子方程式电荷、得失电子均不守恒，正确应为，C错误； D．是难溶弱电解质，保留化学式，与盐酸反应生成氯化铁和水，离子方程式符合书写规则，D正确； 故选D。 5．铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．Fe粉可做保存食品的脱氧剂 B．丹霞地貌岩层因含而呈红色 C．Fe与溶液反应生成和Cu D．工业炼铁的主要反应是C与的反应 【答案】A 【解析】A．铁粉在空气中能与氧气反应，从而消耗包装内的氧气，防止食品氧化变质，铁粉常用于食品包装中作为脱氧剂，A正确； B．丹霞地貌的红色主要源于赤铁矿，其呈红褐色，（磁铁矿）为黑色，并非红色成因，B错误； C．铁与氯化铜溶液发生置换反应，生成氯化亚铁（FeCl2）和铜，C错误； D．工业炼铁（高炉炼铁）的主要反应是氧化铁被一氧化碳还原：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，碳（焦炭）主要用于生成还原剂 CO，而非直接与Fe2O3反应，D错误； 故选A。 6．（24-25高一下·江苏苏州·期中）在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．铁制容器能贮存浓硝酸 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 【答案】C 【解析】A．黑色金属，是指铁、锰、铬三种金属的统称，与黑色金属相对的是有色金属。事实上纯净的铁及铬是银白色的，A错误； B．铁矿石与一氧化碳反应冶炼生铁，为热还原法，B错误；   C．铁遇冷的浓硝酸会产生钝化现象，所以可以铁制容器贮存浓硝酸，C正确； D．铁可以导电，可用作避雷针，D错误； 故选C。 7．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）下列化合物中，不能由单质直接化合得到的是 A． B．NaCl C． D． 【答案】A 【解析】A．为强氧化剂，单质与直接化合时，无论是否过量，反应均生成，无法得到，A符合题意； B．单质在中燃烧可直接化合生成，B不符合题意； C．单质在氧气中点燃可直接化合生成，C不符合题意； D．单质在中燃烧可直接化合生成，D不符合题意； 故选A。 8．下列有关铁的化学反应的叙述正确的是 A．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe2O3生成 D．铁与稀HNO3反应可以生成Fe2+也可以生成Fe3+ 【答案】D 【解析】A．Fe与S化合生成FeS，故A错误； B．Fe与Cl2反应生成FeCl3，故B错误； C．高温下，Fe与H2O(g)反应生成Fe3O4，故C错误； D．铁与稀HNO3反应，铁过量生成Fe2+，硝酸过量生成Fe3+，故D正确； 选D。 9．（23-24高三上·江苏扬州·阶段检测）下列叙述不正确的是 A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸 B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与高温下会反应 C．将废铁屑加入溶液中，可用于除去工业废气中的 D．铁锈的主要成分可表示为 【答案】A 【解析】A．常温下铁遇浓硝酸钝化，在铁表面形成致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续反应，故能用铁制容器贮运浓硝酸，A错误； B．铁与H2O在高温下会反应生成四氧化三铁和氢气，故模具注入熔融钢水之前必须干燥，B正确； C．氯气将亚铁离子氧化为铁离子，铁离子和铁又生成亚铁离子，故废铁屑加入溶液中，可用于除去工业废气中的，C正确； D．铁锈的主要成分为铁的氧化物，可表示为，D正确； 故选A。 10．（24-25高一上·河南郑州·阶段检测）研究金属钠的性质，可类比金属单质铁。下列有关钠和铁的性质比较中错误的是 A．单质均为银白色固体 B．都能与稀盐酸发生置换反应 C．都能与硫酸铜溶液反应置换单质铜 D．一定条件下都能与非金属单质如等反应 【答案】C 【解析】A．钠单质、纯铁单质均为银白色有金属光泽的固体，A正确； B．钠与稀盐酸反应生成氯化钠和氢气，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，二者均属于置换反应，B正确； C．铁金属活动性强于铜，可与硫酸铜溶液发生置换反应得到单质铜；但钠投入硫酸铜溶液中，会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，无法置换出单质铜，C错误； D．钠和铁在一定条件下都可与、等非金属单质反应，如钠与常温生成、点燃生成，铁在中点燃生成等，D正确； 故选C。 素养提升 11．（25-26高一上·河南安阳·期末）某同学设计如图所示实验装置探究Fe与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．实验时，酒精灯点燃的顺序：先a后b B．铁丝网罩起到减少热量散失，提高温度的作用 C．Fe与水蒸气的反应为置换反应 D．2.8 g铁粉完全反应，铁粉处固体增重1.2 g 【答案】D 【分析】由实验装置图可知，试管底部的湿棉花受热提供水蒸气，试管中部的铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，蒸发皿中盛有的肥皂液用于收集和验证氢气的生成，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，实验结束后为防止倒吸应该先撤导管后熄灭酒精灯。 【解析】A．由分析可知，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，A正确； B．由实验装置图可知，装置中的铁丝网罩能阻挡罩内热量与空气对流，起到减少热量散失，从而提高温度的作用，B正确； C．由分析可知，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，该反应是有单质参加和有单质生成的置换反应，C正确； D．由分析可知，试管中发生的反应为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，由方程式可知，2.8 g铁粉完全反应，铁粉处固体增重为：××16 g/mol≈1.07 g，D错误； 故选D。 12．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）把一定量的铁粉投入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中和物质的量浓度之比为，则已反应的和未反应的物质的量之比为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据反应，设已反应的物质的量为，则生成的物质的量为；溶液体积相同，物质的量浓度之比等于物质的量之比，由反应后和浓度比为可知，未反应的物质的量为，因此二者比值为，可知B正确。 13．（24-25高一下·广西柳州·期中）下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去溶液中含有的 【答案】D 【解析】A．铁属于金属，具有良好的导电、导热性，A正确； B．高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和H2，B正确； C．铁粉具有还原性，能和空气中氧气反应，用作食品脱氧剂，C正确； D．可以和反应生成，D错误； 故选D。 14．（25-26高一上·云南昆明·期末）某同学利用下图所示的实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，将反应后硬质玻璃管中的黑色固体用足量稀硫酸溶解，得到溶液Ⅰ，取少量溶液Ⅰ于试管中，滴加溶液Ⅱ(如图2所示)，以探究黑色固体的成分。下列说法正确的是 A．观察到肥皂水中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 B．排除氧气干扰，若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液变红，说明黑色固体中可能有 C．若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液不变红色，说明没有生成 D．若溶液Ⅱ为酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液褪色，说明铁粉未完全反应 【答案】B 【解析】A．加热时装置内的空气受热膨胀也会使肥皂水中产生气泡，不能证明反应生成了氢气，A错误； B．排除氧气干扰的条件下，滴加溶液变红说明溶液中存在，和稀硫酸反应会生成，因此可说明黑色固体中可能有，B正确； C．若反应后铁粉有剩余，铁粉可将与酸反应生成的全部还原为，此时滴加溶液也不会变红，不能说明没有生成，C错误； D．与稀硫酸反应也会生成，具有还原性能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此不能说明铁粉未完全反应，D错误； 故选B。 迁移创新 15．（24-25高一上·吉林通化·阶段检测）为探究铁及其化合物的化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。 请回答下列问题： （1）高温下，让铁粉与水蒸气反应，如图。试管中发生反应的化学方程式是____________；其中______为氧化剂。 （2）往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色A____________，B____________。 （3）写出上述过程中有关反应的方程式： 与盐酸反应生成A的化学方程式_________________________________________。 向溶液A中加入单质铜的离子方程式__________________________________________。 （4）将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得____________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为____________效应。 【答案】（1） （2）红色 浅绿色 （3） （4） 丁达尔 【分析】本题以铁及其化合物的性质实验为背景，考查铁与水蒸气的反应、、的检验、离子方程式书写以及胶体的性质。转化关系：；遇溶液显红色，与不显色；饱和氯化铁溶液滴入沸水中可制备胶体，胶体具有丁达尔效应。 【解析】（1）高温条件下，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为；反应中中氢元素化合价降低，得电子，为氧化剂。 （2）A为溶液，可与发生显色反应：，溶液变为红色；B为溶液，与不发生显色反应，溶液仍为本身的浅绿色。 （3）氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为；具有氧化性，能够与Cu发生氧化还原反应，离子方程式为：。 （4）将饱和溶液滴入沸水中加热，可制得胶体；光束通过胶体时观察到光亮通路，该现象为丁达尔效应。 16．（25-26高一上·云南文山·阶段检测）常温下，铁与水并不反应，但在高温下铁与水蒸气可发生反应，用如图所示装置进行与水蒸气反应的实验。 （1）下列说法错误的是_______________。 A．实验前，应先检查装置气密性 B．该反应中铁体现氧化性 C．干燥管的作用是吸收未反应的水蒸气 D．该反应的基本反应类型是置换反应 （2）该反应的化学方程式为_______________。 （3）圆底烧瓶中盛装的水，主要作用是_____________。烧瓶底部放置几片碎瓷片的作用是_____________。 （4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃_______________。 （5）试管中收集的气体是_______________，应选用_______________（填①或②）收集。 【答案】（1）B （2） （3）提供反应所需的水蒸气 防止暴沸 （4）酒精灯 （5）氢气（或） ① 【分析】本实验旨在探究铁与水蒸气在高温条件下的反应，实验装置由左至右依次为：水蒸气发生装置（加热圆底烧瓶内的水产生水蒸气）、反应装置（硬质玻璃管内铁粉与水蒸气在高温下反应）、干燥装置（干燥管吸收未反应的水蒸气）以及气体收集装置（排空气法收集生成的氢气），解题关键在于掌握铁与水蒸气反应的原理、实验操作规范及气体的性质。 【解析】（1）A．该实验涉及气体的生成与收集，实验前必须检查装置的气密性，A正确； B．反应中铁元素的化合价由价升高至平均价，失去电子，作还原剂，体现还原性，B错误； C．反应后导出的气体中含有大量未反应的水蒸气，干燥管内盛放固体干燥剂，用于吸收水蒸气以提纯生成的氢气，C正确； D．该反应由一种单质（）与一种化合物（）反应生成另一种单质（）和另一种化合物（），符合置换反应的定义，D正确； 故答案选B。 （2）铁与水蒸气在高温下发生反应，生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为； （3）圆底烧瓶中盛装水，加热沸腾后产生水蒸气，主要作用是为硬质玻璃管内的反应提供持续不断的水蒸气；加热液体时，为防止液体剧烈沸腾冲出，通常在烧瓶底部加入几片碎瓷片以防止暴沸； （4）实验开始时，装置内充满空气，若直接加热硬质玻璃管，铁粉在高温下会与空气中的氧气发生反应；同时避免氢气与空气混合高温下发生危险，因此，应先点燃产生水蒸气的酒精灯，利用产生的水蒸气将装置内的空气排尽，然后再点燃酒精喷灯加热硬质玻璃管； （5）根据反应原理，试管中收集的气体是氢气（），由于氢气的密度比空气小，应采用向下排空气法收集，即试管口应向下，故选用装置①。 17．（24-25高三上·江西南昌·阶段检测）某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去) （1）装置B中发生反应的化学方程式是___________________________。 （2）装置B中的现象是________________________________________。 （3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法：________________________。 （4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：滤液FeCl3溶液FeCl3·6H2O晶体。 ①步骤Ⅰ中通入Cl2的作用是____________________________________。 ②步骤Ⅱ从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：__________________________________。 ③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是(结合离子方程式简要说明)________________________。 【答案】（1） （2） 固体仍为黑色（或加热时铁粉红热） （3） 取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，则说明含有 （4） 将滤液中的氧化为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 会发生水解反应：，保持盐酸过量可以抑制的水解 【分析】装置A加热水提供水蒸气，装置B为核心反应区，铁与水蒸气在高温下反应生成和。反应后的固体（及未反应完的）溶于过量盐酸后，溶液中含有和。制备晶体时，需先用氧化剂（）将全部氧化为，再通过物理方法结晶析出。由于极易水解，在蒸发结晶过程中必须保持酸性环境以抑制其水解。 【解析】（1）装置B中，铁粉与水蒸气在高温条件下发生反应，生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：。 （2）装置B中反应物铁粉和生成物四氧化三铁均为黑色固体，因此宏观上固体颜色无明显变化，仍为黑色（反应剧烈时可观察到铁粉保持红热状态）。 （3）的常用特征试剂是KSCN溶液。具体操作为：取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若观察到溶液变为血红色，则证明滤液中含有。 （4）① 固体溶于盐酸后，滤液中同时含有和。为了制取纯净的晶体，通入的作用是将溶液中的完全氧化为，且此过程不会引入新的杂质离子。 ② 从稀溶液中获取带有结晶水的晶体，常规的实验操作步骤依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 ③ 是强酸弱碱盐，在溶液中易发生水解反应：。由于水解过程产生，保持盐酸过量可以增大溶液中的浓度，使水解平衡逆向移动，从而有效抑制的水解，防止生成杂质。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 铁金属材料 第一节 铁及其化合物 第1课时 铁的单质 课标要点 1.结合生活中铁制品的应用，了解单质铁的性质及用途，培养化学服务社会的责任意识。 2.通过探究实验，认识铁单质与水蒸气反应的条件，对比钠与水的反应，加深对微观原子结构决定物质宏观性质的认识，培养宏观辨识与微观探析的能力。 学习重难点 重点：铁与不同氧化剂的变价反应规律。 难点：铁与水蒸气实验的操作细节、产物特点。 知识点 铁元素的存在、历史和冶炼 1.铁的存在 铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 形态存在，但主要是以 价和 价化合物的形态存在于矿石中。铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第 位。 地球上的绝大多数金属元素以 的形式存在于自然界中，只有极少数的金属元素在自然界中以 的形式存在，如铂、金等极不活泼的金属。这是因为多数金属的化学性质比较 ，易与其他物质发生化学反应。 2.铁的使用历史 人类最早使用的铁是来自太空的 。我国目前发现最早的人工冶炼铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。 3.工业炼铁 炼铁原理 在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁里还原出来 原料 赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气 主要设备 高炉 设备图 高炉内发生的有关化学反应 （1）主要反应为： 。 （2）焦炭的作用：①提供热量， （指炉内环境为高温）； ②提供CO, 。 （3）炼铁过程中石灰石的主要作用是 。 产品 生铁(含碳量2%~4.3%的铁合金，不是纯铁) 炼铁的主要原料是赤铁矿石，主要产品是生铁。炼钢的主要原料是 ，主要产品是 。将生铁炼成钢主要是将过量的碳转化为气体除去，“百炼成钢”涉及化学变化，主要反应是 。 随学随练 1．下列关于铁的说法正确的是 A．炼铁时焦炭转化为作还原剂 B．赤铁矿的主要成分为 C．地壳中含量最多的金属为Fe D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 知识点 铁单质的物理性质 1.物理性质 ①纯净的铁是光亮的 ，有金属光泽的固体，熔沸点 （熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧cm-3。 ②具有延展性、 性和 性，但其导电性不如铜和铝。 ③铁能被 吸引。 块状纯铁是银白色，而铁粉却是黑色的原因 块状纯铁是银白色金属，表面平整，光线照射后镜面反射，能完整反射银白色光； 铁粉颗粒极其细小，表面凹凸、颗粒间隙多，光线照上去会发生大量漫反射、多次散射，光线在颗粒缝隙间反复折射、吸收。绝大部分可见光被吸收，反射到人眼的光极少，肉眼看起来就是黑色。 2.铁的物理性质应用 ①铁丝：利用了金属铁的 性和 。 ②避雷针：利用了金属铁的 性。 ③锅：利用了金属铁的 性。 ④机械工件、钢轨：利用了金属铁的 和强度。 随学随练 2.下列关于铁的叙述中错误的是 A．纯净的铁是光亮的银白色金属 B．铁能被磁体吸引 C．铁是地壳中含量最多的金属元素 D．铁具有延展性和导热性，可制作炊具 3．纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 4．盛放在油罐车内的石油产品，振荡时可产生静电引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，这是利用铁的                                            A．延展性 B．导电性 C．硬度小 D．熔点高 知识点 铁单质的化学性质（重点） 铁的化学性质比较活泼，铁在化学反应中作为还原剂，因为铁元素有+2价和+3价，所以铁与强氧化剂和弱氧化剂反应的产物有区别。 ①铁与弱氧化剂反应 铁与氧化性较弱的氧化剂反应，铁原子失去2个电子生成 价铁的化合物，如 铁与酸反应（如盐酸、稀硫酸） Fe+2H+=== 铁与盐反应 Fe+Cu2+=== 、Fe＋2Fe3＋=== 。 铁与氧气 常温下，铁与氧气、水反应生成铁锈（成分为Fe2O3·xH2O） 与S、I2反应 Fe＋S 、Fe＋I2 ②铁与强氧化剂反应 铁与氧化性较强的氧化剂反应，铁原子失去3个电子生成 价铁的化合物，如 铁与氯气 2Fe+3Cl2 铁与Br2 2Fe＋3Br2=== 铁与稀硝酸 过量 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 少量 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 铁与浓H2SO4、浓HNO3反应常温下 ，加热分别生成SO2、NO2 ③铁与水蒸气的反应 。 随学随练 5.下列说法不正确的是 A．铁在一定条件下与纯氧气或水蒸气反应的共同产物可能是 B．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种 C．铁的化学性质活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 D．铁在高温下与水蒸气发生的反应是置换反应 6．（25-26高一上·山西临汾·期末）铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的叙述正确的是 A．铁是地壳中含量最多的金属 B．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 C．用铁可以回收硫酸铜废液中的铜 D．炼铁就是把铁矿石变成纯净的氧化铁 拓展 铁与高温水蒸气反应实验 实验装置 装置1 装置2 操作及现象 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微“噗”声，产生 色火焰，证明生成了 用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声，证明生成了 实验结论 铁能与水蒸气反应，并有H2生成，反应的化学方程式： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 实验说明 ①湿棉花的作用是在受热时提供反应所需的 ； ②加热铁粉酒精灯的火焰用防风罩套住，可以使加热效果更好； ③肥皂液在该实验中可以起到“收集” 的作用。 启示 在钢铁的生产中，为防止铁与水发生反应，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的 处理。 活学活用 7．某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是 A．甲同学认为试管b中收集到的气体经检验纯度后可点燃，且产生淡蓝色火焰 B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁 C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应 D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色 8．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，下列说法正确的是 A．实验时，应先点燃A处的酒精灯，再点燃B处的酒精喷灯 B．装置B中发生反应的化学方程式为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 C．装置E中的现象是红色粉末变黑 D．因为铁与水蒸气反应，所以炽热的铁水注入模具之前，模具不需干燥处理 题型 铁的存在、性质和用途 ▌例1（25-26高一上·广东清远·期中）在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．月饼包装中常放入小包铁粉抗氧化 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 ▌对点练1-1下列关于铁的说法正确的是 A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属 B．铁在氯气中燃烧生成FeCl2 C．纯铁的抗腐蚀能力较强，铁在干燥的空气里不易被氧化 D．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态存在 ▌对点练1-2（25-26高一上·陕西商洛·阶段检测）下列物质的性质与用途不具有对应关系的是 A．具有导热性，可用作炊具 B．粉具有还原性，可用作食品抗氧化剂 C．不锈钢的抗腐蚀能力强，可用作医疗器材 D．受热易分解，可用作胃酸中和剂 题型 铁的化学性质 ▌例2（25-26高一上·山东枣庄·阶段检测）下列有关铁的说法中，错误的是 A．铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，居于第四位 B．Fe与少量发生反应生成 C．铁在潮湿的环境中易生锈 D．铁能与热水反应生成氢气 ▌对点练2-1（25-26高一上·北京·期末）下列溶液中，常温下可以用铁制容器装运的是 A．浓盐酸 B．溶液 C．溶液 D．浓硫酸 ▌对点练2-2（多选）等物质的量的铁分别与足量下列物质反应，生成物中铁元素化合价相同的是 A．稀盐酸和稀硫酸 B．氯气和稀盐酸 C．氯气和稀硝酸 D．硫酸铜溶液和氯气 题型 铁与水蒸气反应的实验 ▌例3（25-26高一上·安徽淮北·期末）常温下，铁与水并不反应，但在高温下铁与水蒸气可发生反应，用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验。 （1）下列说法错误的是___________。 A．实验前，应先检查装置气密性 B．该反应中铁体现氧化性 C．干燥管的作用是吸收未反应的水蒸气 D．该反应的基本反应类型是置换反应 （2）该反应的化学方程式为__________________________。 （3）圆底烧瓶中盛装的水，主要作用是_____________________。烧瓶底部放置几片碎瓷片的作用是___________。 （4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃___________。 （5）试管中收集的气体是___________。如果要点燃该气体则必须对气体___________。 ▌对点练3-1（25-26高一上·北京·期末）某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并研究反应后硬质试管中黑色固体物质的成分。下列说法正确的是 A．湿棉花的作用是提供水蒸气 B．观察到肥皂水中产生气泡，说明该反应中有氢气生成 C．硬质试管中反应的化学方程式是 D．向反应后的固体中加入稀硫酸使其完全溶解，若滴加铁氰化钾溶液后出现蓝色沉淀，说明铁粉末完全反应 ▌对点练3-2（25-26高一上·安徽六安·期末）铁及其化合物在日常生产生活中有着广泛应用。 Ⅰ．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。现设计如下装置完成高温下“Fe与水蒸气反应”的实验，并检验其产物。请回答下列问题： （1）装置B中发生反应的化学方程式为_________________________________。 （2）装置C中导管“短进长出”的原因___________________________。 （3）取反应后得到的黑色粉末放入试管中，加入稀硫酸将固体溶解，再滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液没有出现红色，原因是______________________________(用离子方程式表示)。 （4）某同学称取5.60 g Fe粉，在600 ℃与水蒸气反应，停止后将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88 g，则实验后的固体物质中氧化物的质量分数约为________(结果保留3位有效数字)。 基础通关 1．（24-25高一下·江苏扬州·期末）铁粉可用于食品保存时的抗氧化剂，这主要是因为铁粉 A．黑色固体 B．能被磁铁吸引 C．活性强，易与O2反应 D．密度较大 2．下列有关铁的性质和用途正确的是 A．利用铁的导热性，可作电线 B．利用铁的导电性，可作氯碱工业中电解槽的阳极 C．利用铁的“钝化”，可用铁槽车运输浓硫酸 D．利用铁的还原性，可作铝热剂冶炼单质铝 3．（25-26高一上·山西·阶段检测）战国中后期，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。下列说法正确的是 A．生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金 B．铁在高温下能与反应生成氧化亚铁 C．铁在自然界中只能以化合物的形态存在 D．铁与氯气反应的化学方程式为 4．（25-26高一上·山东滨州·阶段检测）下列离子方程式中，正确的是 A．铁与稀氯化铁溶液反应： B．铁与稀盐酸反应： C．溶液与氯水反应： D．与盐酸反应： 5．铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是 A．Fe粉可做保存食品的脱氧剂 B．丹霞地貌岩层因含而呈红色 C．Fe与溶液反应生成和Cu D．工业炼铁的主要反应是C与的反应 6．（24-25高一下·江苏苏州·期中）在冶金行业中通常把铁称为“黑色金属”。下列说法正确的是 A．纯铁块呈黑色 B．生铁是铁矿石经热分解法冶炼而得的 C．铁制容器能贮存浓硝酸 D．铁用作避雷针是利用了铁的导热性 7．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）下列化合物中，不能由单质直接化合得到的是 A． B．NaCl C． D． 8．下列有关铁的化学反应的叙述正确的是 A．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe2O3生成 D．铁与稀HNO3反应可以生成Fe2+也可以生成Fe3+ 9．（23-24高三上·江苏扬州·阶段检测）下列叙述不正确的是 A．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸 B．工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与高温下会反应 C．将废铁屑加入溶液中，可用于除去工业废气中的 D．铁锈的主要成分可表示为 10．（24-25高一上·河南郑州·阶段检测）研究金属钠的性质，可类比金属单质铁。下列有关钠和铁的性质比较中错误的是 A．单质均为银白色固体 B．都能与稀盐酸发生置换反应 C．都能与硫酸铜溶液反应置换单质铜 D．一定条件下都能与非金属单质如等反应 素养提升 11．（25-26高一上·河南安阳·期末）某同学设计如图所示实验装置探究Fe与水蒸气的反应。下列说法错误的是 A．实验时，酒精灯点燃的顺序：先a后b B．铁丝网罩起到减少热量散失，提高温度的作用 C．Fe与水蒸气的反应为置换反应 D．2.8 g铁粉完全反应，铁粉处固体增重1.2 g 12．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）把一定量的铁粉投入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中和物质的量浓度之比为，则已反应的和未反应的物质的量之比为 A． B． C． D． 13．（24-25高一下·广西柳州·期中）下列有关铁及其化合物的说法错误的是 A．铁有良好的导电、导热性 B．铁高温时与水蒸气反应生成 C．铁粉具有还原性，可用作食品脱氧剂 D．可用除去溶液中含有的 14．（25-26高一上·云南昆明·期末）某同学利用下图所示的实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，将反应后硬质玻璃管中的黑色固体用足量稀硫酸溶解，得到溶液Ⅰ，取少量溶液Ⅰ于试管中，滴加溶液Ⅱ(如图2所示)，以探究黑色固体的成分。下列说法正确的是 A．观察到肥皂水中产生气泡说明该反应中已经有氢气生成 B．排除氧气干扰，若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液变红，说明黑色固体中可能有 C．若溶液Ⅱ为KSCN溶液，观察到溶液不变红色，说明没有生成 D．若溶液Ⅱ为酸性高锰酸钾溶液，观察到溶液褪色，说明铁粉未完全反应 迁移创新 15．（24-25高一上·吉林通化·阶段检测）为探究铁及其化合物的化学性质，某学生实验小组设计了以下实验。 请回答下列问题： （1）高温下，让铁粉与水蒸气反应，如图。试管中发生反应的化学方程式是____________；其中______为氧化剂。 （2）往A、B溶液中分别滴入几滴KSCN溶液，溶液的颜色A____________，B____________。 （3）写出上述过程中有关反应的方程式： 与盐酸反应生成A的化学方程式_________________________________________。 向溶液A中加入单质铜的离子方程式__________________________________________。 （4）将A的饱和溶液滴入沸水中并不断加热，可制得____________胶体；当光束通过该胶体时，可看到一条光亮的“通路”，这种现象称为____________效应。 16．（25-26高一上·云南文山·阶段检测）常温下，铁与水并不反应，但在高温下铁与水蒸气可发生反应，用如图所示装置进行与水蒸气反应的实验。 （1）下列说法错误的是_______________。 A．实验前，应先检查装置气密性 B．该反应中铁体现氧化性 C．干燥管的作用是吸收未反应的水蒸气 D．该反应的基本反应类型是置换反应 （2）该反应的化学方程式为_______________。 （3）圆底烧瓶中盛装的水，主要作用是_______________。烧瓶底部放置几片碎瓷片的作用是_______________。 （4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃_______________。 （5）试管中收集的气体是_______________，应选用_______________（填①或②）收集。 17．（24-25高三上·江西南昌·阶段检测）某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去) （1）装置B中发生反应的化学方程式是___________________________。 （2）装置B中的现象是________________________________________。 （3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法：________________________。 （4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：滤液FeCl3溶液FeCl3·6H2O晶体。 ①步骤Ⅰ中通入Cl2的作用是____________________________________。 ②步骤Ⅱ从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：___________________________________。 ③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是(结合离子方程式简要说明)_______________________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $